CN218379973U - 一种工业硅低温废弃烟气回收利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种工业硅低温废弃烟气回收利用系统，包括烟气管道、烟道换热器、板式换热器、溴化锂机组、用户端供暖组件以及用户端供冷组件；所述的烟气管道用于将工业硅生产过程中产生的低温废弃烟气引出；所述烟道换热器设置在所述的烟气管道内；所述板式换热器和溴化锂机组分别通过两套循环管道与所述的烟道换热器连接；所述用户端供暖组件与所述的板式换热器偶接；所述的用户端供冷组件与所述的溴化锂机组偶接。该系统能够将工业硅冶炼产生低温烟气余热充分利用，实现供暖、供冷组合，最大化利用废弃热源。

Description

一种工业硅低温废弃烟气回收利用系统

技术领域

本实用新型属于工业硅生产领域，具体涉及一种工业硅低温废弃烟气回收利用系统。

背景技术

在能源危机和环境污染问题的压力下，安全、环保、节能已成为当今工业硅发展的主题。工业硅电炉在冶炼工业硅过程中，尾气经过初步余热回收利用后，经过除尘、脱硫、脱硝处理合格后排放大气约为160℃，温度偏高，对后续放空设备耐温要求较高；但低于130℃烟气会对设备造成低温烟气腐蚀。若对30℃温差低温废气烟气回收利用，以33MVA电炉为例，单台矿热炉处理后排放烟气量约为600000Nm³/h，至少可回收2MW热量。

传统技术经空冷器或者余热锅炉回收后的废弃烟气直接排放，160℃温度偏高，对后续放空设备耐温要求较高；若直接排放，排出尾气至少携带2MW能量，利用不充分，造成生产能耗浪费。但低于130℃烟气会对设备造成低温烟气腐蚀。如何利用低温废弃烟气30℃温差余热，是工业硅冶炼过程需要解决的问题。

160℃废弃烟气排放造成后续生产系统热负荷增加，对设备可靠性、稳定性要求提高，设备运行成本增加，能耗增加。投资建设工业硅冶炼生产项目需配套供暖、制冷生产装置，新建供暖、制冷装置浪费能源、占用土地、污染环境，需要额外增加资金、人力投资，能耗增加。

低温废弃烟气综合回收利用技术是降低工业硅能耗、节约成本的关键环节。并且低温烟气经过烟气换热器与水换热后起到保护放空设备、降低烟温、热量回收、降低烟气流速的效果。开发一种工业硅低温废弃烟气余热回收利用系统对于工业硅生产工艺具有非常重要的意义。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种工业硅低温废弃烟气回收利用系统，将工业硅低温废弃烟气余热回收利用，实现能耗最低、能源最优化利用。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

一种工业硅低温废弃烟气回收利用系统，包括烟气管道、烟道换热器、板式换热器、溴化锂机组、用户端供暖组件以及用户端供冷组件；

所述的烟气管道用于将工业硅生产过程中产生的低温废弃烟气引出；所述烟道换热器设置在所述的烟气管道内；所述板式换热器和溴化锂机组分别通过两套循环管道与所述的烟道换热器连接；

所述用户端供暖组件与所述的板式换热器偶接；所述的用户端供冷组件与所述的溴化锂机组偶接。

具体地，所述烟道换热器与板式换热器和溴化锂机组之间的两套循环管道内，采用脱盐水作为换热介质。

进一步地，所述的两套循环管道采用并联的方式与烟道换热器连接，并通过阀门分别控制脱盐水在相应的循环管道内流动。

具体地，所述的用户端供暖组件包括通过循环管道连接的循环泵、热用户以及集水罐；所述热用户位于板式换热器的冷端出口管道上；所述集水罐位于热用户的后端，所述循环泵位于集水罐与板式换热器的冷端进口之间。

优选地，所述的循环泵为一组，通过并联的方式连接在主管道上。

具体地，所述的用户端供冷组件包括位于循环管道上的冷用户；循环管道与溴化锂机组连接，将循环管道内的冷媒水送入溴化锂机组内进行换热。

进一步地，所述烟道换热器的冷端出口管道上依次设有第一流量计、第一压力计和第一温度计；所述烟道换热器的冷端进口管道上依次设有第二温度计和第二压力计。

进一步地，所述烟道换热器与板式换热器之间的连接管道上，设有板换调节阀。

进一步地，所述热用户前端管道上依次设有第三温度计、第三压力计和第二流量计。

进一步地，所述热用户与集水罐之间的管道上依次设有第四压力计和第四温度计。

有益效果：

本实用新型系统能够将工业硅冶炼产生低温烟气余热充分利用，实现供暖、供冷组合，最大化利用废弃热源。而且经过本系统后，工业硅低温废弃烟气换热后烟气温度再一次降低，从而保护了烟道设备。供暖工况下，实现冬季使用热水供全厂供暖使用；制冷工况下，实现夏季使用热水通过技术成熟的余热双效型溴化锂机组供全厂用冷用户使用，从而达到工业硅低温废弃烟气回收利用，实现最大化降本增效。本实用新型在不增加燃烧供热设备建设，不增加燃料投入、不增加二氧化碳排放量、不增加大量用电量情况下，利用低温烟气回收利用供给项目配套供暖和制冷。相比较传统工艺流程，单台矿热炉每年将回收约576亿千焦耳热量。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做更进一步的具体说明，本实用新型的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。

图1是该工业硅低温废弃烟气回收利用系统的整体结构示意图。

其中，各附图标记分别代表：

1烟气管道；2烟道换热器；3板式换热器；4循环泵；5集水罐；6热用户；7板换调节阀；8溴化锂机组；9冷用户；10冷媒水；11第四温度计；12第四压力计；13第三温度计；14第三压力计；15第二流量计；16第一温度计；17第一压力计；18第一流量计；19第二温度计；20第二压力计。

具体实施方式

根据下述实施例，可以更好地理解本实用新型。

说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“前”、“后”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1所示，该工业硅低温废弃烟气回收利用系统包括烟气管道1、烟道换热器2、板式换热器3、溴化锂机组8、用户端供暖组件以及用户端供冷组件。

其中，烟气管道1用于将工业硅生产过程中产生的低温废弃烟气引出。烟道换热器2设置在烟气管道1内。160℃废弃烟气进入烟气管道1中与烟气换热器2换热，烟气换热器进气温度160℃，排气温度130℃，经过与烟气换热器内脱盐水换热，供出105℃热水热源。板式换热器3和溴化锂机组8分别通过两套循环管道与所述的烟道换热器2连接。

用户端供暖组件与板式换热器3偶接，通过板式换热器3进行供热。用户端供冷组件与所述的溴化锂机组8偶接，通过溴化锂机组8进行供冷。

烟道换热器2与板式换热器3和溴化锂机组8之间的两套循环管道内，采用脱盐水作为换热介质。

本实施例中，两套循环管道采用并联的方式与烟道换热器2连接，并通过阀门分别控制脱盐水在相应的循环管道内流动。

如图1右侧所示，用户端供暖组件包括通过循环管道连接的循环泵4、热用户6以及集水罐5；所述热用户6位于板式换热器3的冷端出口管道上；所述集水罐5位于热用户6的后端，所述循环泵4位于集水罐5与板式换热器3的冷端进口之间。

本实施例中，循环泵4为一组共3个，通过并联的方式连接在主管道上。

如图1左侧所示，用户端供冷组件包括位于循环管道上的冷用户9；循环管道与溴化锂机组8连接，将循环管道内的冷媒水10送入溴化锂机组8内进行换热。

为了方便对系统进行实时监测，烟道换热器2的冷端出口管道上依次设有第一流量计18、第一压力计17和第一温度计16；所述烟道换热器2的冷端进口管道上依次设有第二温度计19和第二压力计20。

热用户6前端管道上依次设有第三温度计13、第三压力计14和第二流量计15。热用户6与集水罐5之间的管道上依次设有第四压力计12和第四温度计11。

烟道换热器2与板式换热器3之间的连接管道上，设有板换调节阀7。

在供暖工况下，一次热源进入板式换热器3内换热，通过循环泵4将一次热源交换到二次供热管道内，供出水压力6公斤，二次供热管道引出热源至热用户6，供暖后废水回收至集水罐5，回水压力5公斤，重新经循环泵4加压换热，循环利用。供水温度105℃由室外第三温度计13将实时温度传输至换热站控制器，每30分钟调整一次板换调节阀7开度(调整到极限循环泵开始变频调整)。

制冷工况，采用目前技术成熟的余热双效型溴化锂机组(可参考CN201672746U)。图1中溴化锂机组8中，稀溶液在高压发生器中被热水(105℃)加热，产生冷剂蒸汽，溶液浓缩成浓溶液。浓溶液经热交换器换热回到吸收器。高压发生器产生的冷剂蒸汽流入冷凝器内，被循环水冷凝成冷剂水。产生的冷剂水经U形管节流后进入蒸发器，因蒸发器中压力较低，吸收流经传热管内冷水的热量而沸腾蒸发，成为冷剂蒸汽。产生的冷剂蒸汽进入吸收器，被回到吸收器中的浓溶液吸收。冷水热量被冷剂水带走后温度降低，流出机组供给图1中冷用户9，用户返回作为图1中冷媒水10。浓溶液在吸收了冷剂蒸汽后，浓度降低，成为稀溶液，被溶液泵再次送往高压发生器加热浓缩。这个过程不断循环进行，蒸发器就连续不断地制取根据客户所需温度的冷媒水，达成循环利用。

该系统将供暖、供冷工况组合，最大化利用废弃热源。而且经过该系统的工业硅低温废弃烟气换热后烟气温度再一次降低，从而保护了烟道设备。供暖工况下，冬季使用热水供全厂供暖使用，制冷工况下，夏季使用热水通过技术成熟的余热双效型溴化锂机组供全厂用冷用户使用，从而达到工业硅低温废弃烟气回收利用，为项目最大化降本增效，比传统单一冬季供暖，夏季外排，或者夏季制冷，冬季重新新上供暖设备的情况相比较，本实用新型只用一种热源同时达到供暖、供冷工艺，最大化利用废弃热源。

工业硅冶炼产生低温烟气是冶炼技术必须排出的废热能耗，现有的技术是通过建空冷器、换热器将温度逐渐降低处理合格后达到外排要求，增加了初建投资和零排放负荷。

本实用新型系统通过将低温废弃烟气回收利用，供给全厂供暖、供冷使用，降低全厂生产供热装置、供冷装置投资，减少了二氧化碳排放、能源消耗。

本实用新型提供了一种工业硅低温废弃烟气回收利用系统的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (10)

1.一种工业硅低温废弃烟气回收利用系统，其特征在于，包括烟气管道(1)、烟道换热器(2)、板式换热器(3)、溴化锂机组(8)、用户端供暖组件以及用户端供冷组件；

所述的烟气管道(1)用于将工业硅生产过程中产生的低温废弃烟气引出；所述烟道换热器(2)设置在所述的烟气管道(1)内；所述板式换热器(3)和溴化锂机组(8)分别通过两套循环管道与所述的烟道换热器(2)连接；

所述用户端供暖组件与所述的板式换热器(3)偶接；所述的用户端供冷组件与所述的溴化锂机组(8)偶接。

2.根据权利要求1所述的工业硅低温废弃烟气回收利用系统，其特征在于，所述烟道换热器(2)与板式换热器(3)和溴化锂机组(8)之间的两套循环管道内，采用脱盐水作为换热介质。

3.根据权利要求2所述的工业硅低温废弃烟气回收利用系统，其特征在于，所述的两套循环管道采用并联的方式与烟道换热器(2)连接，并通过阀门分别控制脱盐水在相应的循环管道内流动。

4.根据权利要求1所述的工业硅低温废弃烟气回收利用系统，其特征在于，所述的用户端供暖组件包括通过循环管道连接的循环泵(4)、热用户(6)以及集水罐(5)；所述热用户(6)位于板式换热器(3)的冷端出口管道上；所述集水罐(5)位于热用户(6)的后端，所述循环泵(4)位于集水罐(5)与板式换热器(3)的冷端进口之间。

5.根据权利要求4所述的工业硅低温废弃烟气回收利用系统，其特征在于，所述的循环泵(4)为一组，通过并联的方式连接在主管道上。

6.根据权利要求1所述的工业硅低温废弃烟气回收利用系统，其特征在于，所述的用户端供冷组件包括位于循环管道上的冷用户(9)；循环管道与溴化锂机组(8)连接，将循环管道内的冷媒水(10)送入溴化锂机组(8)内进行换热。

7.根据权利要求1所述的工业硅低温废弃烟气回收利用系统，其特征在于，所述烟道换热器(2)的冷端出口管道上依次设有第一流量计(18)、第一压力计(17)和第一温度计(16)；所述烟道换热器(2)的冷端进口管道上依次设有第二温度计(19)和第二压力计(20)。

8.根据权利要求1所述的工业硅低温废弃烟气回收利用系统，其特征在于，所述烟道换热器(2)与板式换热器(3)之间的连接管道上，设有板换调节阀(7)。

9.根据权利要求4所述的工业硅低温废弃烟气回收利用系统，其特征在于，所述热用户(6)前端管道上依次设有第三温度计(13)、第三压力计(14)和第二流量计(15)。

10.根据权利要求4所述的工业硅低温废弃烟气回收利用系统，其特征在于，所述热用户(6)与集水罐(5)之间的管道上依次设有第四压力计(12)和第四温度计(11)。

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